随着新一代信息技术的高速发展,能源消耗日益增加,绿色通信成为大势所趋。因此,5G的关键技术大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术应运而生。大规模MIMO技术通过多天线将能量聚集到狭小的空间区域,降低了对周围用户的干扰。基站处多天线提高了分集增益,增强了系统鲁棒性,且增大了空间自由度,降低了用户的发射功率,实现了提升能效(Energy Efficiency,EE)和频效(Spectral Efficiency,SE)的双重目标。与此同时,不断普及的智能设备对于无线通信的速率要求也不断升高。无线能量传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术可以收集绿色能源给无线通信设备传输能量,提高(难以有线充电或更换电池的)无线设备的使用寿命,并且在无线能量传输过程中使用多天线阵列可降低系统的能耗。因此,将无线能量传输结合大规模MIMO系统在提升无线通信稳定性的同时顺应了绿色通信的发展趋势。本文主要研究了无线能量传输条件下大规模MIMO系统能效优化,并得到以下结论。第一,针对WPT条件下大规模MIMO系统,以能效最大化为优化目标,联合功率信标处总发射功率、功率分配和无线能量传输时间分配,提出了一种WPT条件下大规模MIMO系统高效的资源分配算法。该算法具有较好的收敛性,同时较之吞吐量最大算法和保证用户服务质量(Quality-of-Servicer,QoS)最小功耗算法,该算法能够在保证用户服务质量的前提下,达到系统能效最大化的基础上,实现较高吞吐量和较低总功耗。该算法能够有效提升基于无线能量传输的大规模MIMO系统能效,实现能效和频效的折中。第二,针对WPT条件下带有硬件损伤(Hardware Impairments,HWIs)的大规模MIMO系统,联合了发射总功率、功率分配和时间分配,提出了一种WPT条件下带有HWIs的大规模MIMO能效最优算法。该算法在实现能效最优的基础上,证明了HWIs给WPT条件下大规模MIMO系统造成了不可忽视的影响,即功率信标的发射功率低时,硬件损伤给系统造成的影响小,功率信标发射功率高时,硬件损伤给系统造成的影响大。该结论适用于实际应用中功率信标发射功率的设定。